JP2002273494A - 無機塩を含む有機性固形物、特に下水汚泥の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 窒素有機性汚泥を超臨界水処理を用いて除去
処理する、長期耐久性のある効率的な処理方法を提供す
る。 【解決手段】 臨界点（温度３７４℃、圧力２２ＭＰ
ａ）以上の温度、圧力状態にある高温、高圧水処理領域
で無機塩含有有機性汚泥を処理する超臨界水処理系を具
えた有機性固形物処理方法において、酸化剤及び添加剤
が添加された高温、高圧超臨界水領域にて前記有機性物
質を分解除去処理する第１の臨界処理系と、該第１の処
理系より析出された処理水中の無機塩を固形物分離する
第２の処理系とを具え、前記第２の処理系と第１の臨界
処理系との温度域が窒素若しくは窒素化合物が分解困難
な略３８０〜６００℃の超臨界水領域で行われるととも
に、前記第２の処理系から排出された処理水を３７４℃
以下に冷却後に、生物処理若しくは触媒分解処理により
該処理水から処理水に残存する窒素分を分離する第３の
処理系を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥、工場排
水、屎尿等の無機塩を含む有機性固形物、特に下水汚泥
の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、有機性汚泥を含有した下水汚
泥等は、埋め立てや焼却等により処理されてきたが、埋
め立て地不足の問題や焼却設備から排出する有害物質を
含む排水等の処理負荷の増大などの問題から、最終廃棄
量の少ない効率的な下水汚泥処理法が望まれている。そ
こで、有機物が完全分解でき、かつ窒素、リン分の除去
が可能で、ＮＯＸやＳＯＸ等の有害物質を生成しない有
機性汚泥の処理として、超臨界水処理が提案されてい
る。

【０００３】超臨界水とは、臨界点（温度３７４℃、圧
力２２ＭＰａ）以上の温度、圧力状態にある高温、高圧
の水のことであり、液体と気体の中間の性質をもち、液
体と気体の両方の特徴を併せもつ流動体で以下の特徴を
もつ。 炭化水素とほぼ同等の誘電率をもつため、炭化水素
類を溶解する。 気体と同様の挙動をとるため、酸素や窒素のような
ガスを溶解する。 超臨界水の存在下では有機物と酸化剤が十分に混合
されるため、酸化に適した条件を形成する。 流動性が良く、超臨界水中の反応において拡散律速
となることがない。 これらの特徴により、超臨界状態のいわゆる超臨界水
は、有機物に対する優れた溶媒特性を示す。このため、
超臨界水に酸化源を添加して有機物を処理する超臨界水
酸化処理方法は、有機物の酸化分解処理において迅速、
かつ分解処理達成率が高い方法であり、特開平１−３８
５３２号において汚泥や廃棄物等の有機物を参加する方
法として公知である。

【０００４】しかしながら、超臨界水では塩類の溶解度
が極めて低いため、超臨界状態の反応器の内部に塩類が
析出し、この析出した塩類によって反応器は閉塞現象を
おこす。そこで、安定した超臨界水酸化状態を維持する
ためには、上記析出塩を定期的に除去する必要がある。

【０００５】また第２７２６２９３号公報に示されるよ
うに、臨界温度、圧力以上のスーパーンからなる反応器
下部に超臨界温度よりも低温のサブゾーンを形成し、該
サブゾーンで固形状の塩を溶解させているものもある。

【０００６】しかしながら、前者の従来の技術では、固
体除去システムを反応器内に設けるために、構造が複雑
になり、後者の従来技術においては臨界条件の反応器の
下部に温度の低い阿臨界温度のサブゾーンを設けるため
に、反応器が巨大化し、制御も複雑化するという問題が
あった。

【０００７】かかる欠点を解消するために、図４に示す
特開平９−２７６８８０に示す技術が提案されている。
図４はかかる従来技術の処理フローを示すもので、１０
１は超臨界状態に圧力及び温度を制御可能にした反応器
（高温高圧処理槽）であり、この反応器１０１内に空気
圧縮機１０２にて酸化源となる空気と、高圧送液ポンプ
１０３にて塩濃度の高い有機物廃水を供給する。このと
き、有機物廃水中に微粒子状のセラミック等の担体を混
入しておく。なおこのとき、反応器（高温高圧処理槽）
１０１内へは必要に応じて水酸化ナトリウム（ＮａＯ
Ｈ）を添加する。

【０００８】この結果超臨界状態の反応器１０１内での
有機物廃水は酸化分解される。そしてこのとき、反応器
１０１内では塩の溶解度が低下するので、この塩が析出
するが、反応器１０１内に担体が存在するので、この析
出塩は反応器１０１の壁面より担体表面に析出されてこ
の担体表面に吸着される。そしてこの塩を吸着した担体
は上記処理液と共に連続的に減圧弁１０４及び気液分離
槽１０５を経て反応器（高温高圧処理槽）１０１外へ排
出し、あるいはある程度担体が塩でふくれあがったとこ
ろで担体を反応器１０１外へ排出する。なお上記気液分
離槽１０５へは１００°程度の温度で流入する。塩を吸
着した担体は反応器１０１の外へ排出されて超臨界状態
を脱すると、塩は水に対する溶解度があがるため、気液
分離槽１０５を経て流入した固液分離槽１０５ａ内での
排水中に溶解し、ここで塩が吸着していない担体が他の
固形物と共に分離除去される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術においても下記のようないくつかの問題があ
る。その第１が臨界温度の問題である。下水汚泥等の有
機性固形物中に含有する窒素若しくは窒素化合物は分解
が非常に困難であるため、超臨界領域で処理しようとす
る場合、炭素等の有機物は４００℃以上でほぼ完全分解
するのに対し、窒素分においては反応温度を５５０℃以
上、反応圧力を２５ＭＰａと超臨界水領域の中でもかな
り厳しい条件下で行なわなければならない。

【００１０】前記条件を満たす材質として現状は高温高
圧に耐え得るニッケル合金のＩｎｃｏｎｅｌ６２５を用
いているが、これは非常に高価であり、かつ腐蝕が激し
いことから、実験室規模の装置に留まり実機化に向けて
長期耐久性が問題となる。又、前記条件下においては、
反応槽内の温度を保つための燃料費等のランニングコス
トが嵩むという問題も残る。

【００１１】又前記図４で示す第３の従来技術において
も、坦体に付着した塩を気液分離槽１０５を経て流入し
た固液分離槽１０５ａ内での排水中に溶解させるため
に、塩分を含んだ排水をそのまま放流することとなる。
特に前記従来技術は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を
添加するために、排水中にナトリウムが多く含まれ、塩
害となり易い。更に下水汚泥の場合は、水分量が多く、
その分反応器が大型化しやすい。

【００１２】本発明はかかる技術的課題に鑑み、超臨界
水処理を用いた汚泥処理において、塩分を含んだ排水を
そのまま放流することなく、且つ反応器も大型化するこ
となく、ランニングコストや耐久性の問題を解消するこ
との出来る有機性汚泥の処理方法を提供することを目的
とする。又本発明は、ＣＯ２が炭酸塩として回収され、
系外へ炭酸ガスが放出されることなく、地球環境に優し
い処理系の形成が可能となる有機性汚泥の処理方法を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明はかかる
課題を解決するために、請求項１記載の発明は、臨界点
（温度３７４℃、圧力２２ＭＰａ）以上の温度、圧力状
態にある高温、高圧水処理領域で無機塩含有有機性固形
物を処理する超臨界水処理系を具えた有機性固形物処理
方法において、酸化剤及び添加剤が添加された高温、高
圧超臨界水領域にて前記有機性物質を分解除去処理する
第１の臨界処理系と、該第１の処理系より析出された処
理水中の無機塩を固形物分離する第２の処理系とを具え
ることを特徴とし、請求項２記載の発明においては、前
記第２の処理系と第１の臨界処理系との温度域が窒素若
しくは窒素化合物が分解困難な略３８０〜６００℃、好
ましくは略４００〜５５０℃の超臨界水領域で行われる
ことを特徴とする。そして、更に好ましくは、前記第１
及び第２の処理系が、温度域が略４００〜５５０℃かつ
圧力が略２２〜３０ＭＰａの超臨界水領域で行われる
と、よりよい条件で処理することができる。

【００１４】かかる発明は、超臨界水領域を、臨界圧力
以上かつ窒素若しくは窒素化合物が分解困難な超臨界水
温度域として、反応しきれない窒素分等を後段の処理系
で処理することにより、反応場の条件を緩和でき、また
インコネル６２５を用いなくてもハステロイｃ−２７６
等の耐蝕金属材を用いても装置の腐蝕を最低限に抑えて
装置の耐久性が得られるとともに、燃料費や動力費等の
ランニングコストの低減が可能となる。又、窒素分を除
く有機性汚泥は略４００℃程度でほぼ完全に分解される
ため、超臨界水領域を上記温度域に設定することによ
り、効率良く超臨界水処理を行うことが可能となる。

【００１５】又前記処理系では窒素分が分解されない
が、これは請求項３に記載のように、前記第２の処理系
から排出された処理水を３７４℃以下に冷却後に、生物
処理若しくは触媒分解処理、アンモニアストリッピング
により該処理水から処理水に残存する窒素分を分離する
第３の処理系を含むように構成すればよい。

【００１６】かかる発明は、超臨界水領域を、臨界圧力
以上かつ窒素若しくは窒素化合物が分解困難な超臨界水
温度域として、反応しきれない窒素分を後段の第３の処
理系で処理することにより、反応場の条件を緩和でき、
また使用される装置の腐蝕を最低限に抑えて装置の耐久
性を高めるとともに、燃料費や動力費等のランニングコ
ストの低減が可能となる。

【００１７】ただし、窒素、リン分を除く有機性汚泥は
略４００℃程度でほぼ完全に分解されるため、超臨界水
領域を上記温度域に設定することにより、効率良く超臨
界水処理を行うことが可能となる。又本発明によれば、
前記第１の処理系において析出した無機塩類は超臨界を
解除するとそのまま放流できずに溶解した塩類を除去す
るための大規模な脱塩設備が必要であるが、本発明によ
れば析出状態にある塩類の除去のために、フィルタやサ
イクロン等の簡単な構造で良く、設備コストの低減が可
能である。又水の再利用、循環利用等の水の合理的使用
の際には、該無機塩類が濃縮されて水質を悪化する惧れ
があるため、無機塩類を固形物分離除去する第２の処理
系を設けることにより、水の繰り返し利用が可能とな
る。

【００１８】特に第２の処理系を設けるとともに、好ま
しくは請求項４記載のように、第１の処理系への添加剤
が、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）等のアルカリ金属、アル
カリ土類金属の水酸化物であるのがよい。これによりＣ
Ｏ２が炭酸塩として回収され、系外へ炭酸ガスが放出さ
れることなく、地球環境に優しい処理系の形成が可能と
なるとともに、添加剤がナトリウム系ではなく、カルシ
ウム系のために無機塩としての固体析出が容易であり、
第２の処理系で効率よく固形物分離が出来る。

【００１９】前記第３の処理系としては、被処理物質の
性質や設置条件により、請求項５又は６記載の発明のよ
うに、前記処理水に残存する窒素分を分離する第３の処
理系が、反応温度が１００〜３７０℃で且つ圧力が１〜
２２ＭＰａの温度圧力範囲内にて設定した処理域内で、
溶液若しくは固体触媒にて前記窒素分を分解する処理系
であってもよく、又第３の処理系が、従来の排水処理設
備で用いられている硝化・脱窒処理プロセスにて前記窒
素分を分解する生物分解処理系であってもよい。この場
合、溶液若しくは固体触媒には、Ｔｉ、ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、ＭＯ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｗ、
Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、よりなる少なくとも一種の元素を含
む溶液若しくは固体触媒を用いるのが良く、特にこれら
は反応温度が１００〜３７０℃で且つ圧力が１〜２２Ｍ
Ｐａの温度圧力範囲内にて設定した処理域内で、前記窒
素分を分解するのが効率的である。

【００２０】このように第３の処理系により、第２の処
理系よりの排出処理水に残存する窒素若しくは窒素化合
物もほぼ完全に除去可能となる。また、前記第３の処理
系の別の方法として、前記第２の処理系よりの排出処理
水をｐＨ調整して略中性にした後、マグネシウムイオン
を添加して、該処理水中のアンモニウムイオンと前記マ
グネシウムイオンとを反応させて、マグネシウムアンモ
ニウム水和物として沈澱させて回収することもよい。処
理水中のアンモニウムイオン、さらに添加したマグネシ
ウムイオンとを反応させてストラバイトを生成すること
により、窒素分を該処理水から分離するとともに、生成
したストラバイトを窒素肥料として再利用できる非常に
合理的な処理法である。

【００２１】さらに、請求項７記載の発明は、臨界点
（温度３７４℃、圧力２２ＭＰａ）以上の温度、圧力状
態にある高温、高圧水処理領域で有機物を処理する超臨
界水処理系を具えた有機性固形物処理方法において、前
記下水を、ＢＯＤ処理及びアンモニア成分分解を含む生
物分解処理系で生物分解をさせ下水処理設備から排出さ
れた下水汚泥を酸化剤及び添加剤が添加され、臨界圧力
以上でかつ窒素若しくは窒素化合物が分解困難な温度域
の超臨界水処理系にて前記有機性物質を分解除去処理す
ることを特徴とする。この場合、前記超臨界水処理系よ
りの窒素若しくは窒素化合物を含む出口水を生物分解系
に戻すことにより超臨界水処理系にて残存して窒素成分
が従来の生物分解処理系で生物分解をさせることができ
るために、かかる発明においても前記実施例と同様な効
果を得ることが出来る。

【００２２】請求項９記載の発明は、前記生物分解処理
系と超臨界水処理系の間に、生物分解後の汚泥を脱水若
しくは濃縮により水分除去する工程を具えたことを特徴
とする。これにより、水分濃度が約９８％程度の下水汚
泥が、水分濃度が２０％以下更には５〜１０％近くまで
脱水濃縮することにより、超臨界反応設備、反応運転コ
ストの大幅な低減が可能である。この場合、臨界処理の
ための超臨界水が不足する場合があるので、前記無機塩
類や窒素分が除去された出口水を超臨界水処理系に戻
し、脱水濃縮された汚泥に水分を補助供給するのがよ
い。これにより前記超臨界水処理系に析出する無機塩類
が大幅に低下する。

【００２３】従って、本発明に係る処理方法は超臨界処
理系での耐蝕性能の向上と運転及び設備コストの低減を
図りつつ窒素を含む有機性固形物をほぼ完全に、また効
率的に除去することが可能であり、特に下水や工場排水
等の処理方法に適用することで、より合理的な処理が期
待できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。図１は本発明の第１実施形態にかかる
超臨界水処理フローの全体概略構成図、図２及び図３は
特に窒素除去設備を含む実施形態にかかる超臨界処理フ
ローの全体概略構成図である。

【００２５】図１において、１は下水や工場排水等の有
機性固形物で、該汚泥１はポンプ２ａにより熱交換器３
に供給され、該熱交換器３で昇温された後反応器４に導
かれる。また、熱交換器３に導入された消石灰（Ｃａ
（ＯＨ）２）等の添加剤８、過酸化水素、酸素等の酸化
剤７は前記汚泥と同様にポンプ２ｂ、２ｃにより熱交換
器３を経て前記反応器４に供給され、該反応器４内にお
ける反応を促進させる。

【００２６】前記反応器４は超臨界水領域、好ましくは
圧力が略２５ＭＰａ、温度が略４００〜５５０℃に維持
され、該反応器４に導かれた前記汚泥１に含有する窒素
若しくはこれらの化合物を除く有機性汚泥は該反応器４
内での酸化反応によりほぼ完全に分離される。即ち、前
記反応器４において、前記有機性汚泥は二酸化炭素、水
等に分解されるとともに、窒素分はアンモニウムイオン
を、また、上記超臨界水領域で不溶化する前記濃縮汚泥
中の無機物質は、不溶性の無機塩として処理水とともに
排出される。又前記二酸化炭素は消石灰（Ｃａ（ＯＨ）
２）と反応してＣａＣＯ３を生成し、固化する。

【００２７】かかる処理水や不溶性の無機塩及びＣａＣ
Ｏ３は圧力が略２５ＭＰａ、温度が略４００〜５５０℃
に維持された状態で、セラミックフィルタ若しくはサイ
クロン等から構成される固形物分離器５に送られ、無機
塩、灰分及びＣａＣＯ３が分離される。無機塩、灰分及
びＣａＣＯ３が分離された後の処理水は高温、高圧の状
態で排出されるため、前記熱交換器３で前記汚泥１、添
加剤８、酸化剤７との熱交換により減温され、高圧分離
器、低圧分離器等の気液分離器９により減圧された後、
排ガス１０はそのまま排出される。前記有機性汚泥に含
有されるＮＯｘ、ＳＯｘ、有機塩素化合物等の難溶性有
害物質は前記反応器４にて超臨界水領域で分解処理され
無害化するため、排ガス１０は清浄なガスとして排出さ
れ、系外に排出されても何ら問題は生じない。

【００２８】前記気液分離器９で分離された処理水はア
ンモニウムイオン等の窒素分を含むために、これらの物
質は富栄養化現象の要因であり処理水から除去する必要
があり、図２及び図３若しくは図５〜図７に示すよう
に、窒素化合物分解槽１５により該処理水より分離し、
除去した後、無害化した排水１１として系外へ排出、若
しくは再利用する。

【００２９】前記窒素化合物分解槽１５を組み込んだ一
例を、図２、図３に示す。まず、図２は反応温度が１０
０〜３７０℃で且つ圧力が１〜２２ＭＰａの温度圧力範
囲内にて設定した処理域内で、溶液若しくは固体触媒に
て前記窒素分を分解する窒素化合物分解槽１５を、熱交
換器３と気液分離器９の間に配置したもので、溶液若し
くは固体触媒には、Ｔｉ、ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍ
Ｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｗ、Ｉｒ、Ｐｔ、
Ａｕ、よりなる少なくとも一種の元素を含む溶液若しく
は固体触媒を用いる。即ち、窒素分を含む前記処理水を
触媒を添加した分解槽１５に導入して窒素分の分解を促
進させた後、除去して無害化された処理水を気液分離器
９に送る。

【００３０】図３は硝化・脱窒工程等の生物処理に基づ
く窒素化合物分解槽１５で、気液分離器９の後工程に設
けられている。その除去処理を説明するに、図１の気液
分離器９で分離された処理水はアンモニウムイオン等の
窒素分を除去するため、まず硝化槽に導入され、亜硝酸
菌、硝酸菌等の働きにより硝酸に変化させ、次に脱窒槽
槽にて脱窒されて、窒素ガスとして窒素分が殆ど除去さ
れた排水１１は系外へ排出され、再利用や循環利用、若
しくは放流される。

【００３１】尚、下水や工場排水等のＢＯＤ、ＣＯＤ又
はＳＳ等を含有する有機性排水は、一般に生物処理によ
って処理されている。かかる生物処理と超臨界処理を組
み込んだシステムを図５〜図７に示す。そして、このよ
うな活性汚泥法などの生物処理の技術は周知であり、か
かる処理方法を簡単に説明すると、活性汚泥処理系の曝
気槽に被処理液下水や工場排水、返送汚泥及び加熱処理
汚泥を導入し、曝気槽内の活性汚泥と混合して好気性生
物処理を行なう。混合液は固液分離部で処理水と汚泥と
を分離し、該分離汚泥の一部は返送汚泥として曝気槽に
返送して好気性生物処理を行なうとともに、前記生物処
理槽に返送されない余剰汚泥は、メタン発酵することに
よりメタンガスに転換して有用回収する。これは、固液
分離装置で処理水と分離された余剰汚泥を混合槽にて略
１日程度貯溜した後、該余剰汚泥をメタン発酵槽に導入
してメタン発酵させ、メタンガスを回収するシステムで
ある。

【００３２】図５〜図７に示すシステムは、前記曝気槽
を含む生物処理槽を含む下水処理設備２１と、図１に示
す超臨界で行う高温高圧処理システム４０を組み合わせ
たものである（窒素化合物分解槽を設けないもの）。図
５に示すように、前記曝気槽を含む生物処理槽で濃縮汚
泥化し、例えば水分を９８％含む。そこで本実施例は前
記生物分解処理系の下水処理設備２１と図１に示す超臨
界水処理系の高温高圧処理システム４０の間に、生物分
解後の汚泥１を脱水若しくは濃縮により水分除去する脱
水濃縮工程２２を設けている。これにより、水分濃度が
約９８％程度の下水汚泥１が、水分濃度が２０％以下更
には５〜１０％近くまで脱水濃縮１Ａすることにより、
超臨界反応設備、反応運転コストの大幅な低減が可能で
ある。

【００３３】尚、図１に示すシステムでは、窒素化合物
分解槽１５を設けていないために、前記超臨界水処理系
よりの排水（出口水）には窒素若しくは窒素化合物を含
む。そこでこの排水（出口水）を生物分解系の下水処理
設備、若しくはその上流側に戻す返路２６を設けること
により超臨界水処理系にて残存して窒素成分が従来の生
物分解処理系で生物分解をさせることができるために、
かかる実施例においても前記図２や図３で示す実施例と
同様な効果を得ることが出来るとともに、水分濃度が約
９８％程度の下水汚泥１が、水分濃度が２０％以下更に
は５〜１０％近くまで脱水濃縮１Ａすることにより、超
臨界反応設備、反応運転コストの大幅な低減が可能であ
る。

【００３４】図６は前記生物分解処理系の下水処理設備
２１と図１に示す超臨界水処理系の高温高圧処理システ
ム４０の間に、脱水濃縮工程２２を設けていない例であ
る。これは臨界処理のための超臨界水が不足する場合が
あるのでこのような場合に有利である。

【００３５】図７は、前記生物分解処理系と超臨界水処
理系の間に、生物分解後の汚泥を脱水若しくは濃縮によ
り水分除去する工程２２を具えた場合、前記したように
臨界処理のための超臨界水が不足する場合があるので、
前記無機塩類や窒素分が除去された出口水を超臨界水処
理系に戻す循環路２６Ａを設け、脱水濃縮された汚泥に
水分を補助供給するようにしている。これにより前記超
臨界水処理系に析出する無機塩類が大幅に低下して図１
に示す固形分分離器の負担が大幅に軽減する。

【００３６】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、窒
素、リンを含む有機性汚泥の超臨界水処理において、該
超臨界水処理における反応場を従来より低温にすること
で、反応器等の腐蝕を抑制でき、耐久性を向上させるこ
とができるとともに、燃料費等のランニングコストを低
減することが可能となる。また、超臨界水処理は反応速
度が速く、分解率が高いため、窒素分以外の溶解物をほ
ぼ完全に除去できるとともに、窒素除去手段、または塩
等の固形分分離手段を適宜設けることにより、前記超臨
界水処理により除去不可能な窒素分または無機塩等を被
処理物質から除去でき、該被処理物質中の殆どすべての
公害起因物質を除去でき、処理水のリサイクルも可能と
なる。

【００３７】また、超臨界水処理は高温での処理である
ため、前記下水汚泥、工場排水等の被処理物質に含まれ
るＳＯｘ、ＮＯｘまたは有機塩素系化合物等の有害性難
分解性廃棄物を安全かつ完全に分解することができると
ともに二酸化炭素の発生も抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の基本実施形態にかかる超臨界水処理
フローの全体概略構成図である。

【図２】 窒素分除去設備を含む実施形態にかかる超臨
界処理フロー図で、図２は特に窒素化合物分解槽を気液
分離器の上流側に配した超臨界水処理装置の全体概略構
成図である。

【図３】 窒素分除去設備を含む実施形態にかかる超臨
界処理フロー図で、図３は特に窒素化合物分解槽を気液
分離器の下流側に配した超臨界水処理装置の全体概略構
成図である。

【図４】 従来の超臨界水処理装置の全体概略構成図で
ある。

【図５】 曝気槽を含む生物処理槽を含む下水処理設備
と、超臨界で行う高温高圧処理システムを組み合わせた
もので、下水処理設備と高温高圧処理システムの間に、
生物分解後の汚泥を脱水若しくは濃縮により水分除去す
る脱水濃縮工程を設けている図である。

【図６】 脱水濃縮工程を設けない図５の変形例であ
る。

【図７】 無機塩類や窒素分が除去された出口水を超臨
界水処理系に戻し、脱水濃縮された汚泥に水分を補助供
給するようにしている図５の変形例である。

【符号の説明】

１ 汚泥 ３ 熱交換器 ４ 反応器 ９ 気液分離器 １０ 排ガス １１ 排水 １５ 窒素化合物分解槽 ２１ 下水処理設備 ２２ 脱水濃縮工程 ２６ 出口水の返路 ２６Ａ 出口水の循環路 ４０ 高温高圧処理システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 季男 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 (72)発明者 笹谷 史郎 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 (72)発明者 堀田 俊和 横浜市中区錦町12番地 三菱重工業株式会 社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 4D037 AA11 AB12 BA23 CA07 CA11 4D040 DD03 DD14 4D050 AA12 AB07 BC01 BC02 BC06 BC07 BD06 CA17 4D059 AA01 AA03 BC01 BE70 DA01 DA02 DA05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 臨界点（温度３７４℃、圧力２２ＭＰ
   ａ）以上の温度、圧力状態にある高温、高圧水処理領域
   で無機塩含有有機性固形物を処理する超臨界水処理系を
   具えた処理方法において、 酸化剤及び添加剤が添加された高温、高圧超臨界水領域
   にて前記有機性物質を分解除去処理する第１の臨界処理
   系と、該第１の処理系より析出された処理水中の無機塩
   を固形物分離する第２の処理系とを具えることを特徴と
   する有機性固形物の処理方法。
2. 【請求項２】 前記第２の処理系と第１の臨界処理系と
   の温度域が窒素若しくは窒素化合物が分解困難な略３８
   ０〜６００℃の超臨界水領域で行われることを特徴とす
   る請求項１記載の有機性固形物の処理方法。
3. 【請求項３】 前記第２の処理系から排出された処理水
   を３７４℃以下に冷却後に、生物処理若しくは触媒分解
   処理、アンモニアストリッピングにより該処理水から処
   理水に残存する窒素分を分離する第３の処理系を含むこ
   とを特徴とする請求項１記載の有機性固形物の処理方
   法。
4. 【請求項４】 前記第１の処理系への添加剤が、消石灰
   （Ｃａ（ＯＨ）２）等のアルカリ金属、アルカリ土類金
   属の水酸化物であることを特徴とする請求項１記載の有
   機性固形物の処理方法。
5. 【請求項５】 前記処理水に残存する窒素分を分離する
   第３の処理系が、反応温度が１００〜３７０℃で且つ圧
   力が１〜２２ＭＰａの温度圧力範囲内にて設定した処理
   域内で、溶液若しくは固体触媒にて前記窒素分を分解す
   る処理系であることを特徴とする請求項３記載の有機性
   固形物の処理方法。
6. 【請求項６】 前記処理水に残存する窒素分を分離する
   第３の処理系が、硝化・脱窒処理にて前記窒素分を分解
   する生物分解処理系であることを特徴とする請求項３記
   載の有機性固形物の処理方法。
7. 【請求項７】 臨界点（温度３７４℃、圧力２２ＭＰ
   ａ）以上の温度、圧力状態にある高温、高圧水処理領域
   で有機物を処理する超臨界水処理系を具えた有機性固形
   物処理方法において、 前記下水を、ＢＯＤ処理及びア
   ンモニア成分分解を含む生物分解処理系で生物分解をさ
   せた後、酸化剤及び添加剤が添加され、臨界圧力以上で
   かつ窒素若しくは窒素化合物が分解困難な温度域の超臨
   界水処理系にて前記有機性物質を分解除去処理すること
   を特徴とする有機性固形物の処理方法。
8. 【請求項８】 前記超臨界水処理系よりの窒素若しくは
   窒素化合物を含む出口水を生物分解系に戻すことを特徴
   とする請求項７記載の有機性固形物の処理方法。
9. 【請求項９】 前記生物分解処理系と超臨界水処理系の
   間に、生物分解後の汚泥を脱水若しくは濃縮により水分
   除去する工程を具えたことを特徴とする有機性汚泥の処
   理方法。
10. 【請求項１０】 超臨界水処理系通過後無機塩類が除去
    された出口水を超臨界水処理系に戻し、脱水濃縮された
    汚泥に水分を補助供給することを特徴とする請求項９記
    載の有機性固形物の処理方法。